Равновесного состояния
Точка пересечения pi соответствует условию баланса (Qc = L), ограничивающего подъем температуры величиной ДТ =(Тр1 - T3l). Это специально выделено на рис. 6.1. Небольшие возмущения относительно этой точки сохраняют устойчивость системы, и она возвращается в равновесное состояние. Этого нельзя ска.зать относительно точки р2, хотя и в ней имеет место условие баланса Qc = L, тем не менее отклонения относительно р2 ведут к неустойчивости процесса. Например, если произойдет бесконечно малое уменьшение температуры, тогда L > Qc система охладится и дойдет до точки j!. В. противоположном случае — при температуре, намного большей T0Qc > L, и в системе быстро повысится температура до новой равновесной точки р3. Эта точка соответствует устойчивой, высокотемпературной реакции, которая может распространиться в виде пламени предварительно перемешанной смеси. Несмотря на схематичность рис. 6Л^ соображения, основанные на этом рисунке, с качественной точки зрения правомерны. Это, однако, не означает, что существует предел температуры, обусловленной теплоемкостью продуктов реакции и который может быть достигнут (разд. 1.2.3). Таким образом, для возникновения процесса горения воспламеняемой паровоздушной смеси при температуре окружающей среды Т3] достаточно сообщить системе энергию для перевода ее из устойчивого состояния pi при низкой температуре Tpj в неустойчивое состояние при температуре, превышающей Тр2. Концепция минимальной энергии зажигания для заданной воспламеняемой смеси (см. рис. 3.3) вполне согласуется с представленной здесь концепцией, хотя при источнике зажигания в виде электрической искры схема, представленная на рис. 6.1, не вполне будет соблюдаться. Если принять, что при электрическом разряде генерируется неустановившаяся плазма, богатая атомами, свободными радикалами и ионами, то существенный вклад в возникновение процесса горения при искровом зажигании должны вносить свободные радикалы. Энергия, которая рассеивается
ложенич какого-либо возмущения она возвращается в первоначальное состояние при снятии этого возмущения». Если система, в дг ином случае система технологического процесса, не способна Еосстановить равновесное состояние, нарушенное в процессе работы, она не пригодна для практического пользования.
он окажется свободным от всех действующих напряжений, которые уравновешивались за пределами его объема, иными словами, изменится равновесное состояние как самого вырезанного элемен-тика, так и зоны вокруг того места, откуда он был вырезан. Деформации могут измеряться либо вырезаемого элементика, либо основного тела вблизи места вырезки. Если элементик вырезается на всю толщину сечения (это наиболее распространенный в стальных конструкциях случай, так как глубина кольцевого выреза должна быть 6—15 мм), то такой способ называют способом диска, если же глубина реза делается не на всю толщину сечения, — способом столбика.
Для случая аварии в Порт-Хадсоне имеют место расхождения в оценке доли массы парового облака, участвующей во взрывном превращении. В работе [Davenport,1984] эта доля полагается равной 7,5%. В отчете [Burgess, 1972] авторы, хотя и принимают значение ТНТ-эквивалента равным 50 т и массу разлития равной 750 баррелям вещества, однако отмечают, что гораздо меньшее количество вещества, чем указанное, будет участвовать во взрывном превращении, ибо ко времени превращения облако паров будет находиться уже в равновесном состоянии. По известному количеству пропана, находящегося в равновесном состоянии, доля участвующей в превращении массы оценивается величиной порядка 20%. Если сравнивать со случаем аварии в Фликсборо, то данная величина составит 5% от полной массы разлития или будет равной 13%, если сформируется равновесное состояние.
Заметим, что рис. 16.10 неявно опирается на еще одну гипотезу помимо принципа промедления: существенно, что, когда исчезает одно равновесное состояние, система переходит к другому быстро, как машина Знмана. В нашем случае это означает, что скачок должен занимать меньше времени, чем интервал между двумя подсчетами в полевой работе. В некоторых случаях можно считать, что это так, но даже там, где выполняются многие другие допущения, это не обязательно является их следствием. Если оно неверно, то и заключения тоже. Мы к этому вернемся ниже в §12.
Методика расчета зависит еще и от примерной температуры горения. При Гь<2000 К, которая обычно соответствует горючим системам с малыми и умеренными скоростями пламени, и при атмосферном давлении степень диссоциации продуктов сгорания с образованием свободных атомов и радикалов сравнительно невелика*; диссоциация не требует значительной доли энергии горючей системы. Такие продукты сгорания можно приближенно рассматривать как недиссоциированные. В этом случае допустимо рассчитывать равновесное состояние и прежде всего температуры горения по соответственно упрощенным программам. Расчет равновесного состояния при более высоких Ть и степенях диссоциации, которые обычно соответствуют горючим смесям близкого к стехиометрическому составу, можно выполнять по приближенным методам, облегчающим расчеты; они рассматриваются ниже. Заметим, что состояние равновесия зависит от элементного состава и общего удельного энергосодержания, но не от строения и содержания исходных компонентов.
В каждой из этих бифуркаций, как мы видим, тривиальное равновесное состояние с нулевым перемещением q становится неустойчивым при пересечении со вторичной равновесной траекторией. Это наблюдение находится в соответствии с недавно установленной теоремой [36, 42, 43], которая утверждает, что для консервативной системы нелинейная бифуркация, в которой нет предельной точки, всегда свидетельствует о неустойчивости.
Динамический аналог неустойчиво симметричной точки бифуркации соответствует случаю, когда коэффициент нелинейности D отрицателен. Тривиальное равновесное решение опять теряет свою устойчивость при Л=ЛС. При этом значении Л притягивающий фокус переходит в отталкивающий. Устойчивое докритическое равновесное состояние имеет, однако, лишь конечную область притяжения, ограниченную неустойчивым предельным циклом. Если в результате конечного возмущения система оказалась вне
Единственный способ наблюдать точку перегиба заключается в том, чтобы нарисовать семейство кривых, параметризованных переменной Л, как это и сделано на рисунке. Поэтому для того, чтобы наблюдать критическое равновесное состояние, в котором две первые производные обращаются в нуль одновременно, мы долж-
Прежде всего заметим, что при отсутствии вертикальной поперечной нагрузки эта предварительно напряженная механическая система имеет три возможных равновесных состояния. Во-первых, стержень может быть расположен так, что он изогнут либо вверх, либо вниз,— это дает два устойчивых состояния равновесия Л и С на рис. 44. Кроме того, осторожно подталкивая стержень, мы можем привести его в равновесное состояние, которое является неустойчивым и в котором стержень прямой, а пружина сильно растянута; при этом стержень сжат нагрузкой, гораздо большей, чем эйлерова критическая нагрузка.
размерами и свойствами частиц и стенки. Величина этого заряда будет зависеть также от режима движения и скорости частиц. Концентрация ионов в пристенном слое при этом максимальная, гидродинамические параметры потока изменяются. Для самого потока характерно контактное взаимодействие двух видов: 1) соударение частиц, приводящее к биполярному заряжению их с суммарным зарядом потока, равным нулю; 2) взаимодействие частиц со стенкой, приводящее к униполярному заряжению. Всякое возмущение, вносимое в поток и нарушающее его равновесие, будет вызывать обратную электростатическую реакцию, в результате которой поток стремится вернуться в электростатически равновесное состояние, приобретая или теряя при этом соответствующий электрический заряд. Суммарную величину заряда /п в потоке можно рассчитать по формуле
Опасность разлива жидкостей с температурой кипения при атмосферном давлении, близкой к температуре окружающей среды, может быть различной в зависимости от времени года и энергетического состояния жидкости. При хранении жидкости в изотермических условиях и при давлении, близком к атмосферному (при отсутствии внутренней энергии перегрева), интенсивность парообразования пролитых жидкостей определяется в основном разностью температур окружающей среды и кипения жидкости. В зимних условиях, когда температура окружающей среды, например, составляет —40 °С, разлив жидких углеводородов С3—CU, аммиака, хлора не вызовет залпового парообразования, пролитые жидкости могут быть безопасно эвакуированы из ограждающих конструкций. В летний период разлив этих же захоложенных жидкостей приводит к их вскипанию на поверхности до достижения статического равновесного состояния.
Температура загорания порошков углеродистых сталей при нагревании в потоке кислорода зависит от содержания углерода в стали и находится ниже температуры плавления данной стали, но выше соответствующей температуры равновесного состояния аустенита. В исследованных сталях сна менялась от 740 до 980° С. Температура в значительной степени зависит также от размеров частиц порошка, понижаясь с их уменьшением. Например, для стали У8 она меняется до 740° С для порошка с зернами размером 0,5 мм и до 940° С для порошка с зернами 3—4 мм.
2.15.3. Не допускается нарушение равновесного состояния тундры (поверхностного покрова, образование термокарстов, загрязнение окружающей среды). Отсыпка площадки под буровую установку высотой не менее 0,5 м проводится только в зимнее время при глубине замерзания почвы не менее 0,3—0,4 м. Дальнейшая отсыпка до проектной отметки допускается в летнее время.
РАСЧЕТ РАВНОВЕСНОГО СОСТОЯНИЯ ПРОДУКТОВ АДИАБАТИЧЕСКОГО СГОРАНИЯ
ПРИМЕРЫ ВЫЧИСЛЕНИЯ РАВНОВЕСНОГО СОСТОЯНИЯ НЕДИССОЦИИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ
Приложение 2. Расчет равновесного состояния продуктов адиабатического сгорания . . . 111
Приложение 4. Примеры вычисления равновесного состояния недиссоциированных продуктов сгорания.........115
Приближенные методы определения равновесного состояния..... 78
Приближенные методы определения равновесного состояния. Большое распространение получил метод Я- Б. Зельдовича и А. И. Полярного [39]. При вычислениях равновесного состава условно принимается, что изотермическая диссоциация продуктов сгорания, связанная с увеличением числа молекул, происходит при условии и — const, а не р = const; эта замена учитывается в дальнейшем.
В книге освещены основные положения современных теорий распространения пламени, воспламенения и детонации газов, равновесного состояния и излучения нагретых продуктов сгорания. Эти вопросы теории рассмотрены в границах, необходимых для понимания соответствующих проблем техники взрыво- и пожаробезопасности. Рассмотрены наиболее актуальные задачи обеспечения безопасности горючих парогазовых систем и оптимальные методы их решения. Даны рекомендации по наиболее рациональному и экономичному выполнению технологических процессов на взрывоопасных промышленных предприятиях. По сравнению с первым изданием (1972 г.) в книгу внесены новые главы и разделы: о тепловом режиме и излучении пламени, флегматизации горючих смесей, специфике использования взрывонепроницаемого оборудования, построении рациональной системы обеспечения взрыво- и пожаробезопасности, расчетах равновесного состояния продуктов сгорания и др.
В первой части данной монографии рассмотрены основные положения теории горения газов. Дается краткое, по возможности систематизированное описание дефлаграционного (нормального) распространения пламени, излагаются тепловая теория нормального горения и структуры пламени, теории теплового и цепного воспламенения, распространения ударных волн и детонации, принципы определения равновесного состояния 'продуктов сгорания; затронуты некоторые общие вопросы кинетики газовых реакций*. Многие важные вопросы теории, в частности, турбулентного и гетерогенного горения, сложные особенности процесса детонации,
 Читайте далее:
 Различные устройства
Различных биологических
Различных химических
Различных категорий
Различных концентрациях
Различных мероприятий
Различных направлений
Различных органических
Различных положениях
Различных предприятиях
Резиновых перчатках
Различных производственных
Различных ситуациях
Различных состояниях
Работников инвалидов
|
